Çfarë është një pemë Merkle në Blockchain dhe si funksionon?

Lëvizjet kryesore:

• La Pemë merkle është një lloj peme hash binare që ka 3 lloje nyjesh: nyje gjethesh, nyje pa gjethe dhe nyje rrënjë.
• Një pemë Merkle është e dobishme për verifikimin dhe mirëmbajtjen e integritetit të transaksionit në çdo libër të decentralizuar.
• Pema Merkle shihet në Bitcoin si dhe në Ethereum.

Prezantimi

cryptocurrencies nuk janë më një subjekt i panjohur dhe as nuk është Blockchain, teknologjia që qëndron pas origjinës së tyre. Për çdo entuziast të kriptove, të kuptuarit e strukturave të blockchain dhe se si funksionojnë ato është hapi i parë për të kuptuar natyrën e vërtetë të kriptove.

Ndërsa të kuptuarit e strukturave të ndryshme të blockchain është vendi ku hyjnë pemët Merkle. Zhvilluar si koncept në vitin 1980 nga Ralph Merkle i Universitetit Stanford, Pemë merkle përdoret zakonisht në rrjetet peer-to-peer (P2P) për t'u marrë me kërkesat e fuqisë kompjuterike dhe hapësirës së memories. Nuk do të ishte ekzagjerim të thuhet se pemët Merkle e bënë teknologjinë blockchain një sukses të madh. Pra, le të zhytemi në kuptimin pas pemës Merkle dhe si funksionon ajo.

https://www.youtube.com/watch?v=YIc6MNfv5iQ

Një përmbledhje e pemës Merkle

E thënë thjesht, një pemë Merkle përfaqëson mënyrën se si të dhënat janë strukturuar me qëllim. Ai lejon verifikimin e shpejtë dhe efikas të një sasie të gjerë informacioni në një blockchain. Siç u përmend më herët, Ralph Merkle pa e ditur e krijoi atë si koncept në një punim të titulluar "Një nënshkrim dixhital i certifikuar". Por askush nuk priste që ai të bëhej një komponent kryesor i një libri të decentralizuar në të ardhmen.

Pema Merkle ka përmirësuar botën e kriptografisë që nga fillimi i saj. Por ajo u bë jetike për kriptovalutat pasi krijuesi misterioz i Bitcoin e përdori atë në kodin themelor të BTC. Pas kësaj, Ethereum dhe kriptovalutat e tjera adoptuan gjithashtu pemë Merkle.

Në rastin e rrjetit Bitcoin, pemët Merkle janë një komponent efikas që përdor hash në vend të skedarit të informacionit me madhësi të madhe për verifikimin e të dhënave. Një pemë Merkle përdor terminologji unike përshkruese për të përshkruar marrëdhëniet midis nyjeve dhe niveleve të tyre.

Çdo bllok i vetëm brenda blockchain përmban një numër transaksionesh. Ruajtja e të gjitha atyre transaksioneve dhe gjetja e transaksioneve të veçanta të cilit bllok i përkasin mund të jenë detyra zhgënjyese të shtrenjta. Për më tepër, mund të ndikojë negativisht në efikasitetin e një blockchain. Megjithatë, me pemët Merkle, të gjitha transaksionet rregullohen në mënyrë efikase, duke rezultuar në përdorimin e më pak të dhënave për verifikim dhe ulje të përpunimit të CPU.

Të kuptuarit se si funksionon një pemë Merkle në një blockchain

Këtu është një shembull i thjeshtë për të sqaruar këtë koncept: 

Imagjinoni një bllok të dhënash si ai i paraqitur më sipër që ka 4 transaksione: L1, L2, L3 dhe L4. Për të ruajtur këto transaksione, ne mund të zbatojmë konceptin e një peme Merkle duke llogaritur hash-in e secilit transaksion. Pas llogaritje, marrim Hash L1, Hash L2, Hash L3 dhe Hash L4.

Këto hase të çdo transaksioni ruhen në një nyje, që zakonisht quhet nyje gjethe, e pemës Merkle. Por puna jonë vazhdon, pasi ne duhet të formojmë nyje pa gjethe duke çiftuar nyjet e gjetheve. Pas llogaritjes, marrim Hash 0 dhe Hash 1, të cilat quhen nyjet mëmë ose nyje jo-fletore të hasheve të L1, L2, L3 dhe L4.

Më në fund, hash-i i Hash 1 dhe Hash 2 llogaritet duke i çiftuar së bashku, dhe arrijmë në nyjen rrënjë, e cila është rrënja Merkle. Nëpërmjet këtij shembulli, ne kuptojmë se pemët Merkle funksionojnë duke hash nyjet e fëmijëve në mënyrë të përsëritur derisa një hash i vetëm të mbetet brenda strukturës.

Në këtë mënyrë, pema Merkle ju tregon saktësisht nëse një transaksion ka ndikuar në pemë duke kontrolluar vetëm rrënjën e pemës. Rrënja e Merkle ruhet në kokën e bllokut, duke e bërë atë të papërshkueshëm nga manipulimi dhe duke rritur besimin dhe integritetin brenda një libri të decentralizuar. Është e rëndësishme të theksohet se pemët Merkle përdorin një funksion hash me një drejtim dhe do të vazhdonin derisa ky hash të ndante vërtetimin e të dhënave nga të dhënat.

Domosdoshmëria e pemëve Merkle për blockchain

Tani që kemi diskutuar se çfarë është një pemë Merkle dhe si funksionon, e vetmja gjë që mbetet për të bërë është të kuptojmë pse është e rëndësishme për blockchain. Përparësitë e shumta të një peme Merkle e bëjnë atë një domosdoshmëri për teknologjinë blockchain dhe madje edhe platformat kripto. Disa nga këto përfitime janë:

Kur bëhet fjalë për transferimin, llogaritjen dhe kalimin e të dhënave, vonesat nuk lejohen. Kjo është arsyeja pse shumë blockchain përdorin një pemë Merkle për të mbajtur rrjetin pa çdo lloj vonese gjatë transferimit të të dhënave. Duke reduktuar sasinë e memories së nevojshme për të vërtetuar integritetin dhe vlefshmërinë e të dhënave, pemët Merkle bëhen një pjesë thelbësore e blockchain.

Në blockchain Bitcoin, i cili është një P2P i shpërndarë, mund të ketë mospërputhje apo edhe ngacmime të të dhënave, sepse të njëjtat të dhëna ekzistojnë në çdo kompjuter të lidhur me rrjetin P2P. Në këtë rast, pema Merkle e bën të lehtë për minatorët që të identifikojnë çdo lloj mospërputhjeje ose ngacmimi në transaksione.

Pa përdorimin e këtij koncepti, të gjitha të dhënat do të duhet të transferohen në të gjithë rrjetin, duke rezultuar në një ngadalësim të rrjetit, reduktim të efikasitetit dhe shpenzime të panevojshme. Një skenar i tillë mund të shmanget me ndihmën e pemëve Merkle, të cilat lejojnë verifikimin e shpejtë të të dhënave me fuqinë llogaritëse praktike dhe gjerësinë e brezit.

Mendimet përfundimtare

Pemët Merkle duken si një koncept i ndërlikuar, por ato janë një komponent thelbësor i teknologjisë blockchain dhe kriptomonedhave. Pa ekzistencën e këtij koncepti, nuk do të kishte asnjë sistem të besueshëm të përdorur në Bitcoin, Ethereum dhe miniera.

Fakte:

Q1. Çfarë janë krijuar pemët Merkle për të arritur?
Pema Merkle u krijua si një proces për verifikimin e të dhënave për të lejuar kompjuterët të punojnë më shpejt.
Q2. Cila është lidhja midis pemës Merkle dhe Ethereum?
Pema Merkle është një lloj strukture blockchain që qëndron pas jo vetëm Ethereum, por edhe Bitcoin dhe procesit të minierave të kriptove. Sidoqoftë, Ethereum përdor një version të modifikuar të pemës Merkle, e njohur zakonisht si pema Merkle Patricia.
Q3. Si të zbatohet pema Merkle
Për të zbatuar pemët Merkle, duhet të fillohet me pemë binare, në të cilat çdo nyje jo gjethe është hash i dy nyjeve fëmijë. Këto gjethe mund të përmbajnë ose të dhëna ose hash i të dhënave.
Q4. Cilat janë disa përfitime të pemës Merkle?
Duke qenë një strukturë e lehtë që rrit shkallëzueshmërinë brenda blockchain, pema Merkle mund të heqë qafe të dhënat e panevojshme dhe në këtë mënyrë të përmirësojë efikasitetin. Si minatorët ashtu edhe përdoruesit mund të përfitojnë nga pema Merkle, pasi ajo verifikon pjesë individuale të blloqeve, kontrollon transaksionet duke përdorur hash dhe gjithashtu llogarit hash-et ndërsa marrin transaksione.